Derechos financieros de transmisión en sistemas eléctricos de potencia desregulados

Abstract

RESUMEN: Cuando un sistema eléctrico de potencia centralizado cambia a uno descentralizado se realiza la apertura del mercado eléctrico, varias empresas privadas pueden invertir en la venta y compra de servicios de energía; el proceso, es mediante una subasta la cual puede ser a largo, mediano y corto plazo. Estas subastas pueden ser regularizadas por el operador independiente del sistema, el cual también controla el sistema eléctrico de potencia. Entre los servicios de energía a subastar se encuentran los derechos de transmisión, estos se encuentran divididos en físicos y financieros, ambos tienen la finalidad de mitigar los cargos por congestión que se generan al transmitir potencia entre un nodo receptor y un nodo emisor, esto es por la variación del precio marginal local entre los nodos del sistema, por lo que, ocasiona un alto cargo monetario para los participantes del mercado. En México se han escogido los derechos financieros de transmisión, por tal motivo, en esta tesis se estudia la relación que tienen con los sistemas desregulados, su operación dentro de los mercados eléctricos y las pruebas necesarias que se realizan a las subastas para obtener un resultado óptimo. Se presentarán los pasos para el cálculo de subastas de derechos en un sistema de prueba de 3 nodos, los precios marginales locales en un sistema de prueba de 5 nodos y acreditación de derechos financieros con un sistema de prueba de 8 nodos. En el cálculo de subasta se consideraron las metodologías del estudio de flujos óptimos de potencia en corriente directa, programación lineal y el estudio de sensibilidad en las líneas de transmisión. Para el cálculo de precios marginales locales, se volvieron a retomar las anteriores metodologías de estudio de flujos, programación lineal y se consideran las componentes de Lagrange para calcular los Página v precios marginales locales en cada nodo. La acreditación de derechos se realiza mediante la adecuación de ingresos. Se programó una subasta de derechos financieros de transmisión en lenguaje de programación FORTRAN 90 en donde se comprobaron sistemas de prueba de 3, 8 y 30 nodos, se programó también un redespacho de unidades utilizando el lenguaje de programación AMPL y se comprobó en sistemas de prueba de 5, 8 y 30 nodos. Por últimos se acreditaron los derechos financieros en los sistemas de prueba de 3, 5, 8 y 30 nodos, utilizando los resultados obtenidos de la subasta y el de redespacho de unidades; realizando una comparación con las referencias establecidas ABSTRACT: When a centralized power system changes to a decentralized one, the electric market is created, several private companies can invest in the sale and purchase of energy services. The process is through of auctions of long, medium and short term. These auctions can be regularized by the independent operator of the system, which also controls the power system. Among the energy services to be auctioned are the transmission rights, these are divided into physical and financial and have the purpose of mitigating the congestion charges that are generated to transmit power between transmission lines, this is by the variation of the local marginal price between the branch of generation and branch of load of the system, therefore, it causes a high monetary charge for the market participants. In Mexico, the financial rights of transmission have been chosen, for this reason this thesis study the relationship that have the transmission rights with the deregulated systems, their operation within the electricity markets and the tests that are made to the financial transmission rights for obtain a result optimum. The steps for calculate the financial rights are described in 3 tests: A system of 3 branches for the financial transmission rights auctions, a test system of 5 branches for the calculate the local marginal prices and a test system of 8 branches for the revenue adequacy. In the calculation of the auction of financial transmission rights, the methodologies are based on the optimal power flows studies using direct current, linear programming, the study of sensitivity in the transmission, applying the restriction of simultaneous feasibility tests. For calculate the local marginal prices, we returned to the previous methodologies of study of power flows, linear programming and now is considered the Lagrange components to calculate the local Página vii marginal prices in each branch. The accreditation of rights is calculated through the revenue adequacy. The auction of transmission financial rights has been scheduled in the FORTRAN 90 software, where test systems of 3, 8 and 30 branches each one. To calculate the marginal price nodal of each branch is necessary to make an economic dispatch of units in a period of time, therefore, this economic dispatch is scheduled using the AMPL software and tested in test systems of 5, 8 and 30 branches. Finally, with the results obtained from the auction of financial transmission rights and the local marginal price will be the revenue adequacy. Whole the results are compared with the established references from this thesis.